聚合物性能表征与测试知识点总结

聚合物性能表征与测试知识点总结第二章：红外光谱一、填空题1、分子内部的运动方式有三种，即：、和，相应于这三种不同的运动形式，分子具有能级、能级和能级。电子相对于原子核的运动，原子在平衡位置的振动，分子本身绕其中心的转动，电子，振动、转动2、在中红外光区中，一般把4000-1350cm-1区域叫做，而把1350-650区域叫做。特征谱带区，指纹区3、在朗伯—比尔定律I/Io=10-abc中,Io是入射光的强度,I是透射光的强度,a是吸光系数,b是光通过透明物的距离,即吸收池的厚度,c是被测物的浓度,则透射比T=_________,百分透过率T%=______,吸光度A与透射比T的关系为__________________。I/Io__________I/Io×100%_____,_-logT_4、红外光谱是由于分子振动能级的跃迁而产生，当用红外光照射分子时，要使分子产生红外吸收，则要满足两个条件：(1)________________________________________________，(2)_______________________________________________。(1)辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相等(2)辐射与物质之间有耦合作用。红外辐射与物质相互作用产生红外吸收光谱，必须有分子偶极矩的变化。只有发生偶极矩变化的分子振动，才能引起可观测到的红外吸收光谱带，称这种分子振动为（），反之则称为（）。红外活性的、红外非活性的。红外光谱、凝胶渗透色谱、差示扫描量热法、扫描电镜的英文字母缩写分别是（）、（）、（）、（）。IR、GPC、DSC、SEM1.产生红外吸收的条件是激发能与分子的振动能级差相匹配，同时有偶极矩的变化。（）2.所有的分子振动都会产生红外吸收光谱。（）分子的振-转光谱是连续光谱。（）X电磁波谱可分为三个部分，即长波部分、中间部分和短波部分，其中中间部分包括（）、（）和（），统称为光学光谱。紫外线、可见光、红外线。伸缩振动：键长变化而键角不变的振动，可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。某一化合物分子式为C8H8O，其红外光谱图如下。试写出其结构式。已知一些基团的红外特征吸收峰数据：

化合物类型基团

波数

强度

备注

芳烃

苯

3040～3030

m

高分辨呈多重峰(一般为3～4个峰),特征峰.

苯环骨架振动1600～1430可变高度特征峰.

苯环中C-H振动900～690s特征峰,确定取代基位置.

酮α,β不饱和酮1695～1680s

芳香酮1695～1680s

1220～1280m

链状烷烃-CH31350～1490m解：①U=（2+2*8-8）/2=5（可能含有苯环）

②特征区第一强峰为1685cm-1，为羰基峰，需仔细研究是何种羰基化合物。先否定，在3000cm-1以上无宽峰可否定羧酸；分子式中不含氮、氯可否定酰胺、酰氯；在～2800cm-1处无醛氢峰，可否定醛。否定后，肯定该化合物为酮根据不饱和度大于4，可能为芳酮。

③苯环的特征吸收有：芳氢伸缩振动3000cm-1左右有吸收峰；苯环骨架振动1600cm-1、1580cm-1及1450cm-1有吸收峰，加上不饱和度大于4，可以确定有苯环存在。根据760cm-1、690cm-1两强峰，结合分子式可确定苯为单取代。④在1430cm-1、1360cm-1有甲基的峰。

可以初步断定该化合物可能为苯乙酮。简述影响红外吸收谱带的主要因素。答：红外吸收光谱峰位影响因素是多方面的。一个特定的基团或化学键只有在和周围环境完全没有力学或电学偶合的情况下，它的键力常数k值才固定不变。一切能引起k值改变的因素都会影响峰位变化。归纳起来有：诱导效应、共轭效应、键应力的影响、氢键的影响、偶合效应、物态变化的影响等。红外测试样品需尽可能把游离水驱除干净。含游离水样品的红外谱图中在哪两个波数范围会出现吸收峰?答:把样品放入110℃烘箱中干燥至少2小时，并抽真空；含游离水样品的红7．何谓自旋偶合、自旋裂分？它有什么重要性？答：有机化合物分子中由于相邻质子之间的相互作用而引起核磁共振谱峰的裂分，称为自旋－轨道偶合，简称自旋偶合，由自旋偶合所引起的谱线增多的现象称为自旋－自旋裂分，简称自旋裂分．偶合表示质子间的相互作用，裂分则表示由此而引起的谱线增多的现象．由于偶合裂分现象的存在，可以从核磁共振谱图上获得更多的信息，对有机物结构解析非常有利．8．在CH3-CH2-COOH的氢核磁共振谱图中可观察到其中有四重峰及三重峰各一组。(1)说明这些峰的产生原因；(2)哪一组峰处于较低场?为什么/答：（１）由于，位质子之间的自旋偶合现象，根据（n+1）规律，CH3－质子核磁共振峰被亚甲基质子裂分为三重峰，同样，亚甲基质子被邻近的甲基质子裂分为四重峰。（２）由于-位质子受到羧基的诱导作用比-质子强，所以亚甲基质子峰在低场出峰（四重峰）。9．简要讨论13C-NMR在有机化合物结构分析中的作用。答：碳原子构成有机化合物的骨架，而13C谱提供的是分子骨架最直接的信息，因而对有机化合物结构鉴定很有价值。与氢谱一样，可根据13C的化学位移C确定官能团的存在。而且，C比H大很多，出现在较宽的范围内，它对核所处化学环境更为敏感，结构上的微小变化可在碳谱上表现出来。同时碳谱图中峰的重叠比氢谱小得多，几乎每个碳原子都能给出一条谱线，故对判断化合物的结构非常有利。同时，由于不同种类碳原子的弛豫时间相差较大，因而可以借以了解更多结构信息及分子运动情况。10．影响化学位移的因素有哪些？答：诱导效应、共轭效应、立体效应、磁各向异性效应和溶剂效应。二、选择题2．在O－H体系中，质子受氧核自旋－自旋偶合产生多少个峰?()A2B1C4D33．下列化合物的1HNMR谱，各组峰全是单峰的是()ACH3-OOC-CH2CH3B(CH3)2CH-O-CH(CH3)2CCH3-OOC-CH2-COO-CH3DCH3CH2-OOC-CH2CH2-COO-CH2CH34．一种纯净的硝基甲苯的NMR图谱中出现了3组峰,其中一个是单峰,一组是二重峰，一组是三重峰。该化合物是下列结构中的()6．化合物CH3COCH2COOCH2CH3的1HNMR谱的特点是()A4个单峰B3个单峰，1个三重峰C2个单峰D2个单峰，1个三重峰和1个四重峰10．在下面四个结构式中哪个画有圈的质子有最大的屏蔽常数？（）11．下图四种分子中，带圈质子受的屏蔽作用最大的是()B、B、C、B、B、D、A、B、B、C、B、D三、填空题1．NMR法中影响质子化学位移值的因素有：__________，___________，__________、，，。3．化合物C6H12O，其红外光谱在1720cm-1附近有1个强吸收峰，1HNMR谱图上，有两组单峰a=0.9，b=2.1，峰面积之比a:b=3:1，a为_______基团，b为_________基团，其结构式是__________________。答案：1．诱导效应；共轭效应（或以上两条合并成“电子效应”也可以）；磁各向异性效应；氢键的生成；溶剂效应。3．叔丁基中的三个甲基CH3－；CH3C＝O中甲基；结构式是：4.甲醛；乙炔；甲醛；乙炔。(1)C2H6O为CH3-O-CH3(2)C3H6Cl2为(3)C3H6O为CH3-CO-CH3四、正误判断1．核磁共振波谱法与红外吸收光谱法一样，都是基于吸收电磁辐射的分析法。（）5．核磁共振波谱仪的磁场越强，其分辨率越高。（）7．在核磁共振波谱中，偶合质子的谱线裂分数目取决于邻近氢核的个数。（）8．化合物CH3CH2OCH(CH3)2的1HNMR中，各质子信号的面积比为：9:2:1。（）9．核磁共振波谱中出现的多重峰是由于邻近核的核自旋相互作用。（）10．化合物C12CH－CH2Cl的核磁共振波谱中，H的精细结构为三重峰。（）12．碳谱的相对化学位移范围较宽(0一200)，所以碳谱的灵敏度高于氢谱。（）、、、、、、、、、、、、、、只有一组1H-NMR谱图信号和特定分子式的下列化合物,可能的结构是什么?(1)C2H6O(2)C3H6Cl2(3)C3H6O(1)C2H6O为CH3-O-CH3(2)C3H6Cl2为(3)C3H6O为CH3-CO-CH3第12章差示扫描量热法：指在程序控制温度条件下，测量物质（样品）与参比物之间的功率差随温度或时间变化的函数关系的技术。简述差热分析中放热峰和吸热峰产生的原因。答：差热分析中产生放热峰和吸热峰的大致原因如下表无论测试条件如何，同一样品的差热分析曲线都应是相同的。（）X要测定聚合物的熔点，可以选择（）。红外光谱B、扫描电镜C、差热分析D、X射线衍射简述热差分析的原理原理：差热分析是在程序控制温度下，测量试样与参比物质之间的温度差ΔT与温度T（或时间t）关系的一种分析技术，所记录的曲线是以ΔT为纵坐标,以T（或t）为横坐标的曲线，称为差热曲线或DTA曲线，反映了在程序升温过程中，ΔT与T或t的函数关系：ΔT=f(T)或f(t)DTA检测的是ΔT与温度的关系试样吸热ΔT＜0ΔT=Ts–Tr试样放热ΔT＞02热分析用的参比物有何性能要求要求:一是在测试温度范围内无热反应；二是所选用的参比物与试样的比热及热传导率相同或相近。3阐述DSC技术原理原理：差示扫描量热法DSC是在程序控制温度下，测量输给试样和参比物的功率差与温度关系的一种技术。在这种方法下，试样在加热过程中发生热效应，产生热量的变化，而通过输入电能及时加以补偿，而使试样和参比物的温度又恢复平衡。所以，只要记录所补偿的电功率大小，就可以知道试样热效应(吸收或放出)热量的多少。4简述热重分析的特点和原理热重法是在程控温度下，测量物质的质量与温度或时间关系的一种热分析法。由热重法所记录的曲线称为热重曲线或TG曲线，它以质量m（或质量参数）为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标，反映了在均匀升温或降温过程中物质质量与温度或时间的函数关系：m=f(T)或f(t)简述热分析技术在材料研究中的应用 应用：材料的热稳定性的研究，材料的热膨胀、收缩、拉伸、剪切、扭曲的研究；含能材料的热反应性的研究等；假如从实验得到如下一些高聚物的热－机械曲线，如图，试问它们各主要适合作什么材料（如塑料、橡胶、纤维等）？为什么？TεTε-60040BTε2060100140180A（a）（b）8010080100TεD20210TεC（a）（b）图高聚物的温度-形变曲线解：A、塑料，由于其室温为玻璃态，Tg远高于室温。B、橡胶，由于室温为高弹态，而且高弹区很宽。C、纤维，由于是结晶高分子，熔点在210℃左右。(当然大多数用作纤维的高分子也可作为塑料)D、塑料，但经过增塑后可用作橡胶或人造皮革，例如PVC。这是由于室温下为玻璃态，但Tg比室温高不多，可通过加入增塑剂降低Tg使之进入高弹态。1819章显微分析叙述X射线照射到物质上发生的相互作用答：X射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程，可以概括地用图来表示。子束入射固体样品表面会激发哪些信号?它们有哪些特点和用途?答：主要有六种：1)背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm深度范围；其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。2)二次电子:能量较低；来自表层5—10nm深度范围；对样品表面化状态十分敏感。不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。3)吸收电子:其衬度恰好和SE或BE信号调制图像衬度相反;与背散射电子的衬度互补。吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析.4)透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析。5)特征X射线:用特征值进行成分分析，来自样品较深的区域6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面1—2nm范围。它适合做表面分析。什么是分辨率，影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些？答：分辨率：两个物点通过透镜